科技日?qǐng)?bào)北京7月13日電 (記者張佳欣)據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員在量子技術(shù)方面取得了一項(xiàng)里程碑式的成就，首次展示了對(duì)量子隨機(jī)性的控制。這不僅讓科學(xué)家能重新審視量子光學(xué)中幾十年前的概念，還開(kāi)啟了通向概率計(jì)算和超精密場(chǎng)感測(cè)領(lǐng)域更深處的大門。

　　研究人員將重點(diǎn)放在量子物理的一種獨(dú)特性質(zhì)上，即所謂的“真空漲落”(也稱為量子漲落)。人們可能會(huì)認(rèn)為真空是一個(gè)完全空無(wú)一物的空間，沒(méi)有物質(zhì)或光。然而在量子世界，就連這片“空無(wú)”的空間也會(huì)發(fā)生波動(dòng)或變化。這些波動(dòng)使科學(xué)家能夠產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字，同時(shí)也是量子科學(xué)家在過(guò)去100年里發(fā)現(xiàn)的許多令人著迷的現(xiàn)象的原因。

　　研究人員證明，在光學(xué)參數(shù)振蕩器中注入弱激光產(chǎn)生一種“偏置”，可作為“偏置”量子隨機(jī)性的可控源。光學(xué)參數(shù)振蕩器是一種自然產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的光學(xué)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)成功展示了操縱與光學(xué)參數(shù)振蕩器的輸出狀態(tài)相關(guān)的概率的能力，從而創(chuàng)造了有史以來(lái)第一個(gè)可控的光子概率比特(p比特)。此外，該系統(tǒng)對(duì)偏置場(chǎng)脈沖的時(shí)間振蕩表現(xiàn)出了敏感性，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單光子水平。

　　據(jù)研究人員介紹，光子p比特產(chǎn)生系統(tǒng)目前允許每秒產(chǎn)生10000比特，每個(gè)比特都可遵循任意二項(xiàng)分布。

　　麻省理工學(xué)院馬林·索爾季奇教授強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)工作的更廣泛意義：“通過(guò)使真空漲落成為可控元素，我們正在突破量子增強(qiáng)概率計(jì)算的可能性極限。在組合優(yōu)化和晶格量子色動(dòng)力學(xué)模擬等領(lǐng)域模擬復(fù)雜動(dòng)力學(xué)的前景非常令人興奮。”